胡曉升 石東妮

摘 要：《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》（以下簡(jiǎn)稱“新課標(biāo)”）中要求：普通高中學(xué)校應(yīng)設(shè)立信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，并與信息技術(shù)教室相區(qū)分，要利用信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)室這一良好載體，更大程度地培育學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。文章將圍繞高中信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)，探究如何設(shè)計(jì)與開展信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，旨在為一線教師提供科學(xué)、有效的方法與建議，具有一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)室;信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類號(hào)：G633.67 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 收稿日期：2019-12-09 文章編號(hào)：1674-120X（2020）04-0098-02

由于信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)室是一個(gè)全新的事物，因此目前大部分學(xué)校將信息技術(shù)教室與信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)教室混為一談，一線教師也鮮少開展信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)，缺乏新認(rèn)識(shí)與實(shí)際理念指導(dǎo)，亟待尋求適用于信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的新模式。

一、對(duì)信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)的理解

新課標(biāo)中指出學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)科育人價(jià)值的集中體現(xiàn)，是學(xué)生通過(guò)學(xué)科學(xué)習(xí)而逐步形成的正確價(jià)值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力。高中信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)由信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會(huì)責(zé)任四個(gè)核心要素組成，旨在促進(jìn)學(xué)生信息素養(yǎng)的提升。[1]

筆者認(rèn)為，學(xué)科核心素養(yǎng)其實(shí)是在具體地回答“學(xué)習(xí)這一門學(xué)科要怎樣培養(yǎng)人，培養(yǎng)什么樣的人”的問(wèn)題。信息技術(shù)學(xué)科的核心素養(yǎng)體現(xiàn)在解決問(wèn)題的能力上。學(xué)生應(yīng)該具有判斷該問(wèn)題是否能用信息技術(shù)手段解決的能力（體現(xiàn)為信息意識(shí)），進(jìn)而產(chǎn)生解決問(wèn)題的方案（體現(xiàn)為計(jì)算思維），然后利用信息技術(shù)手段解決該問(wèn)題（體現(xiàn)為數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新），最后為自己解決的這個(gè)問(wèn)題承擔(dān)社會(huì)責(zé)任（體現(xiàn)為信息社會(huì)責(zé)任）。

二、信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)分類

根據(jù)新課標(biāo)中對(duì)課程內(nèi)容的要求，可以從內(nèi)容上將普通高中信息技術(shù)必修課程中的信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)主要分為數(shù)據(jù)與計(jì)算實(shí)驗(yàn)、信息系統(tǒng)與社會(huì)實(shí)驗(yàn)兩大部分，將選修課程中的實(shí)驗(yàn)主要分為算法類實(shí)驗(yàn)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)、人工智能實(shí)驗(yàn)、三維設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)四大部分。從實(shí)驗(yàn)的性質(zhì)上將其分為確認(rèn)類、驗(yàn)證類、探索類、設(shè)計(jì)制作類、測(cè)量類、儀器使用類等幾大類。

由上可知，信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)有著內(nèi)容多樣、知識(shí)跨度廣、操作性強(qiáng)等特征。因此在設(shè)計(jì)信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的時(shí)候，教師應(yīng)該根據(jù)課程的需要，進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃與建設(shè)。

三、信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)的實(shí)施

（一）信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)室與信息技術(shù)教室不同，它是專門為探究計(jì)算機(jī)原理、驗(yàn)證學(xué)科理論知識(shí)與信息技術(shù)結(jié)論、制作特殊學(xué)科裝置如物聯(lián)網(wǎng)、開展人工智能實(shí)驗(yàn)等而搭建的教學(xué)設(shè)施。

信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)是一個(gè)全新的挑戰(zhàn)。與當(dāng)前流行的“21世紀(jì)實(shí)驗(yàn)室”模式一致，信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)滿足當(dāng)前實(shí)驗(yàn)需要且能適應(yīng)未來(lái)發(fā)展。為了建設(shè)符合以上條件的實(shí)驗(yàn)室，教師要特別注意以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：

（1）安全性：安全是第一守則。實(shí)驗(yàn)室所有設(shè)備都應(yīng)符合各種技術(shù)指標(biāo)的要求，使用更安全、方便。

（2）獨(dú)立性：實(shí)驗(yàn)室應(yīng)設(shè)有獨(dú)立的場(chǎng)所，滿足各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的需要。各區(qū)域之間要具有物理分割，實(shí)現(xiàn)獨(dú)立性。

（3）擴(kuò)展性：技術(shù)在不斷的發(fā)展與進(jìn)步，因此實(shí)驗(yàn)室應(yīng)具有良好的擴(kuò)展性。例如，可以將實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)成可活動(dòng)的，向模塊化發(fā)展。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)資源能夠?qū)崿F(xiàn)靈活的添加，保證實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的不斷完善。

（4）交互性：在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量利用實(shí)驗(yàn)建筑中的空間，提供給人們會(huì)面并交流的機(jī)會(huì)，可以在不影響?yīng)毩⑿缘幕A(chǔ)上設(shè)計(jì)玻璃隔斷來(lái)創(chuàng)造開放的實(shí)驗(yàn)室、靈活的工作系統(tǒng)，鼓勵(lì)各個(gè)小組改變自己的實(shí)驗(yàn)空間以滿足實(shí)驗(yàn)需要。

綜上所述，信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)的建設(shè)比較復(fù)雜。與傳統(tǒng)意義上的物理、化學(xué)等理科學(xué)科實(shí)驗(yàn)室不同，信息技術(shù)的發(fā)展日新月異，在規(guī)劃建設(shè)信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)室時(shí)，應(yīng)當(dāng)將本校整體發(fā)展需求與當(dāng)前信息技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)結(jié)合，將信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)室與STEAM實(shí)驗(yàn)室、創(chuàng)新教育實(shí)驗(yàn)室等深度融合，緊跟時(shí)代潮流，開展信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，最大限度地提高實(shí)驗(yàn)室的利用率，充分利用資源。

（二）信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)

對(duì)整個(gè)高中階段的信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的規(guī)劃應(yīng)參考新課標(biāo)的要求，根據(jù)實(shí)際教學(xué)需要，著力于培育學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)，整體設(shè)計(jì)一系列與學(xué)生操作相關(guān)的教學(xué)實(shí)施方案。

根據(jù)新課標(biāo)，普通高中信息技術(shù)課程中共有兩個(gè)必修模塊，六個(gè)選擇性必修模塊、兩個(gè)選修模塊。每個(gè)模塊都有相應(yīng)的信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。這里我們僅以必修模塊為例，設(shè)計(jì)規(guī)劃實(shí)驗(yàn)教學(xué)。新課標(biāo)中對(duì)每個(gè)模塊的能力要求規(guī)范非常詳盡，在此不作贅述。以上這些能力要求需要大量的實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行實(shí)際操作學(xué)習(xí)，才能更好地體現(xiàn)信息技術(shù)學(xué)科的實(shí)踐特色，以彌補(bǔ)不足。

基于以上敘述，參考新課標(biāo)的要求，文章將高中階段必修模塊實(shí)驗(yàn)規(guī)劃如下（見表1），僅供參考：

四、信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)例

為了保證教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用性與參考性，這里選取了新課標(biāo)中提供的項(xiàng)目教學(xué)案例“使用燈語(yǔ)交流信息”來(lái)設(shè)計(jì)開發(fā)實(shí)驗(yàn)。該案例中有三個(gè)活動(dòng)，選取了“用手電筒模擬數(shù)據(jù)的編碼與發(fā)送”這一活動(dòng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。（見表2）以下案例分為教學(xué)建議及學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作兩個(gè)部分。

教師可以在實(shí)驗(yàn)時(shí)引導(dǎo)學(xué)生，如果需要傳遞“是”“否”兩種信息，就可以用一只手電筒的明和暗去表示，發(fā)送方和接收方雙方約定好就可以傳遞信息了。這種把約定用數(shù)碼表示出來(lái)的方式就稱為編碼。

以此類推，如果需要傳遞八種不同的數(shù)據(jù)，則增加手電筒的數(shù)量即可。

教師可以提供一組已知的燈語(yǔ)數(shù)據(jù)，讓學(xué)生去傳遞信息;再讓學(xué)生自主去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，找到解決方案。

燈語(yǔ)是一種通信手段，用燈光一明一暗的間歇作出長(zhǎng)短不一的信號(hào)來(lái)傳遞信息。燈語(yǔ)通信需要通過(guò)雙方約定的方式來(lái)傳遞信息。本實(shí)驗(yàn)為學(xué)生提供了一個(gè)適合了解燈語(yǔ)的情境，通過(guò)讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)燈語(yǔ)的編碼并體驗(yàn)數(shù)據(jù)的傳遞過(guò)程，讓學(xué)生思考用計(jì)算機(jī)識(shí)別燈語(yǔ)的方案，從而讓學(xué)生體會(huì)到“根據(jù)實(shí)際需求，設(shè)計(jì)方案并用計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題”的過(guò)程，提升學(xué)生核心素養(yǎng)。

作為一名一線信息技術(shù)教師，我們必須明確信息技術(shù)是一門實(shí)驗(yàn)學(xué)科，信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)的開展與物理、化學(xué)、生物等學(xué)科實(shí)驗(yàn)同等重要。信息技術(shù)學(xué)科應(yīng)以提升學(xué)科核心素養(yǎng)為目標(biāo)，以學(xué)科大概念知識(shí)為載體，積極地開展信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)等學(xué)科活動(dòng)，促進(jìn)信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)培育目標(biāo)的達(dá)成。

參考文獻(xiàn)：

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